GPS全球定位系统由空间星座、地面监控站和用户设备三大部分组成。空间星座主要由24颗GPS卫星构成，分为6个轨道，每个轨道上有4颗卫星，主要功能包括接收和存储地面监控站发送的导航信息、执行地面监控站的控制指令、处理部分必要的数据、提供精密时间标准、向用户发送定位信息以及在地面监控站的指令下调整卫星姿态或启用备用卫星。地面监控部分由全球分布的5个地面站组成，具体包括5个监测站、1个主控站和3个信息注入站。监测站负责对GPS卫星进行连续观测和数据采集以及监测卫星工作状况；主控站负责协调管理地面监控系统，包括推算编制卫星星历、卫星钟差和大气修正参数、提供时间基准、同步GPS卫星原子钟、调整偏离轨道的卫星以及启用备用卫星；注入站则在主控站的控制下向卫星注入导航电文等信息并监测信息的正确性。用户设备主要由GPS接收机硬件、数据处理软件、微处理机以及终端设备构成，接收机硬件负责接收卫星信号并实现实时导航定位，软件则对观测数据进行精加工以获得更精确的定位结果。我国的北斗导航卫星系统与GPS系统在使用范围、卫星数量和轨道以及定位原理上存在区别。北斗一号是区域卫星导航系统，只适用于中国及其周边地区，而GPS是全球导航定位系统。北斗一号拥有3颗卫星，且所有卫星都位于地球同步轨道上，而GPS卫星星座由24颗主用卫星和3颗备用卫星组成，分布在六个轨道上。北斗一号的定位原理是用户首先发射服务请求信号，信号通过卫星转发至地面控制中心，再由地面控制中心计算出用户机的位置并由卫星回复，这与GPS使用的四颗卫星定位原理不同，北斗一号是二维导航系统，而GPS提供三维坐标。GPS相较于其他导航定位系统具有功能多样化、用途广泛、定位精度高、实时定位等优点。具体来说，它不仅可以用于导航、测时、测速、测量和授时，而且在观测站之间无需通视，定位精度高，观测时间短，提供三维坐标，并具有较高的自动化程度，操作简便。GPS可以全天候作业，一般不受天气影响。在天文学中，天球是一个以地球质心为中心的假想球体，而大地经纬度和天文经纬度则分别描述了地球表面上某点的位置。黄道是地球公转轨道面与天球相交的大圆，春分点是太阳在黄道上从南半球向北半球运行时，黄道与天球赤道相交的点。赤经是从春分点沿着天赤道向东到天体时圈与天赤道交点所夹的角度，而赤纬是从天赤道到天体的角度。岁差和章动是地球自转轴在引力作用下产生的两种现象，岁差指地球自转轴方向的长期变化，而章动指瞬时北平天极绕瞬时平北天极产生的旋转。极移现象描述了地球自转轴相对地球体位置的变化。世界时系统和原子时系统是基于地球自转和原子运动特征的时间系统。天球坐标系是一个右手坐标系，由地球质心、指向天球北极的z轴和指向春分点的x轴以及垂直于xoz平面的y轴构成。这些概念对于理解GPS定位技术中的相对定位精度、观测时间短和全天候作业等特点至关重要。